java进阶学习--java多线程

多线程

一、多线程

　　1、进程与线程　　　　　

进程：一个计算机程序的运行实例，包含了需要执行的指令；有自己的独立地址空间，包含程序内容和数据；不同进程的地址空间是互相隔离的；

　　进程拥有各种资源和状态信息，包括打开的文件、子进程和信号处理。

线程：表示程序的执行流程，是CPU调度执行的基本单位；线程有自己的程序计数器、寄存器、堆栈和帧。同一进程中的线程共用相同的地址空间，

　　　同时共享进程锁拥有的内存和其他资源。

 

2、Java标准库提供了进程和线程相关的API

　　　　进程主要包括表示进程的java.lang.Process类和创建进程的java.lang.ProcessBuilder类；

　　　　表示线程的是java.lang.Thread类，在虚拟机启动之后，通常只有Java类的main方法这个普通线程运行，运行时可以创建和启动新的线程；

　　　　有一类守护线程（damon thread），守护线程在后台运行，提供程序运行时所需的服务。当虚拟机中运行的所有线程都是守护线程时，虚拟机终止运行。

       3、线程的生命周期

　　　　线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。

　　　　

• • 新建状态:

    使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序start() 这个线程。

  • 就绪状态:

    当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。

  • 运行状态:

    如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行 run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

  • 阻塞状态:

    如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种：

    • 等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。

    • 同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。

    • 其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。

  • 死亡状态:

    一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

　　4、线程的优先级　　　　

每一个 Java 线程都有一个优先级，这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。

Java 线程的优先级是一个整数，其取值范围是 1 （Thread.MIN_PRIORITY ） - 10 （Thread.MAX_PRIORITY ）。

默认情况下，每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY（5）。

具有较高优先级的线程对程序更重要，并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是，线程优先级不能保证线程执行的顺序，而且非常依赖于平台。

　　5、线程的创建　　　　　　

　　Java 提供了三种创建线程的方法：

• • 通过实现 Runnable 接口；
  • 通过继承 Thread 类本身；
  • 通过 Callable 和 Future 创建线程。

　　　　1、通过实现 Runnable 接口来创建线程　　　　

（1）定义runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。

（2）创建 Runnable实现类的实例，并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。

（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。

示例：

package com.thread;  
  
public class RunnableThreadTest implements Runnable  
{  
  
    private int i;  
    public void run()  
    {  
        for(i = 0;i <100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
        }  
    }  
    public static void main(String[] args)  
    {  
        for(int i = 0;i < 100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
            if(i==20)  
            {  
                RunnableThreadTest rtt = new RunnableThreadTest();  
                new Thread(rtt,"新线程1").start();  
                new Thread(rtt,"新线程2").start();  
            }  
        }  
  
    }  
  
}  

　　2、继承Thread类创建线程类　　　

（1）定义Thread类的子类，并重写该类的run方法，该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。

（2）创建Thread子类的实例，即创建了线程对象。

（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。

package com.thread;  
  
public class FirstThreadTest extends Thread{  
    int i = 0;  
    //重写run方法，run方法的方法体就是现场执行体  
    public void run()  
    {  
        for(;i<100;i++){  
        System.out.println(getName()+"  "+i);  
          
        }  
    }  
    public static void main(String[] args)  
    {  
        for(int i = 0;i< 100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  : "+i);  
            if(i==20)  
            {  
                new FirstThreadTest().start();  
                new FirstThreadTest().start();  
            }  
        }  
    }  
  
}  

　　　　上述代码中Thread.currentThread()方法返回当前正在执行的线程对象。GetName()方法返回调用该方法的线程的名字。

　　3、通过Callable和Future创建线程　　　　

（1）创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该call()方法将作为线程执行体，并且有返回值。

（2）创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。

（3）使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。

（4）调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值

示例：　

package com.thread;  
  
import java.util.concurrent.Callable;  
import java.util.concurrent.ExecutionException;  
import java.util.concurrent.FutureTask;  
  
public class CallableThreadTest implements Callable<Integer>  
{  
  
    public static void main(String[] args)  
    {  
        CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();  
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);  
        for(int i = 0;i < 100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);  
            if(i==20)  
            {  
                new Thread(ft,"有返回值的线程").start();  
            }  
        }  
        try  
        {  
            System.out.println("子线程的返回值："+ft.get());  
        } catch (InterruptedException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (ExecutionException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        }  
  
    }  
  
    @Override  
    public Integer call() throws Exception  
    {  
        int i = 0;  
        for(;i<100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
        }  
        return i;  
    }  
  
}  

　　　　4、创建线程的三种方式的对比　　　　　　

采用实现Runnable、Callable接口的方式创见多线程时，

优势是：

线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口，还可以继承其他类。

在这种方式下，多个线程可以共享同一个target对象，所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况，从而可以将CPU、代码和数据分开，形成清晰的模型，较好地体现了面向对象的思想。

劣势是：

编程稍微复杂，如果要访问当前线程，则必须使用Thread.currentThread()方法。

使用继承Thread类的方式创建多线程时

优势是：

编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用Thread.currentThread()方法，直接使用this即可获得当前线程。

劣势是：

线程类已经继承了Thread类，所以不能再继承其他父类。

　　5、小结：

　　　　　　在多线程的使用上：有效利用多线程的关键是理解程序是并发执行而不是串行执行的。例如：程序中有两个子系统需要并发执行，这时候就需要利用多线程编程。

　　　　　　另外在多线程编程时：

　　　　　　　　重点理解：　　　　　　　　　

• • • • 线程同步
      • 线程间通信
      • 线程死锁
      • 线程控制：挂起、停止和恢复

　　　　

　　　　参考博客：http://blog.csdn.net/escaflone/article/details/10418651

　　　　　　　　　　http://blog.csdn.net/longshengguoji/article/details/41126119

　　　　　　　　　　http://www.runoob.com/java/java-multithreading.html

　　　　　　　　　　http://www.tiantianbianma.com/java-wait-notify.html/